一种气动仿生六足爬壁机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种气动仿生六足爬壁机器人，包括躯干及与躯干连接的六个腿部结构，腿部结构包括可变形的气动关节组、传动杆、可变形足部及气路。本发明专利技术利用气动波纹管与弹簧片组成气动关节，驱动机器人腿部运动，以及控制足底的变形；气泵、导气管与分流管组成气路机构，控制机器人实现三角步态行走。该机器人通过气泵驱动，通过气路控制，从而实现机器人六足协同步态，具有节能、轻便、体积小的特点，解决了小型爬壁机器人重量大，体积大的缺点，大大提高了小型化爬壁机器人的实用性和适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种气动仿生六足爬壁机器人
本专利技术涉及仿生机器人
，具体涉及一种气动仿生六足爬壁机器人。
技术介绍
爬壁机器人是一种可以携带作业工具在各式各样的壁面上实现特定功能的特种机器人，在攀爬救援、环境探测、航天器舱外行走等领域有着广泛的应用前景，但是，爬壁机器人的设计和应用方面有很大的缺陷。目前投入应用的爬壁机器人多数采用真空吸附，磁力吸附或者空气反推作用力的思路，能耗非常大，或是应用场合限制很大，例如在太空、非磁性材料表面无法使用。另外，采用传统驱动方式的爬壁机器人，一般体积较大，重量较大，不利于小型化设计，在狭小空间无法发挥作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种气动仿生六足爬壁机器人，实现小型化设计，避免使用传统驱动方式，以达到减小体积和重量的目的，大大改善爬壁机器人的应用范围，特别在狭小环境的探测方面有极大优势。本专利技术提供了一种气动仿生六足爬壁机器人，包括躯干及与躯干连接的六个腿部结构，腿部结构包括可变形的气动关节组、传动杆、可变形足部及气路；气动关节组包括第一气动关节组、第二气动关节组及第三气动关节组，第一气动关节组连接躯干及传动杆，可使传动杆绕躯干左右摆动，第二气动关节组连接传动杆及可变形足部，可使可变形足部绕传动杆上下摆动，可变形足部包括第一铰链杆、第二铰链杆、可伸展足底及第三气动关节组，第一铰链杆及第二铰链杆的一端活动连接，形成剪刀形结构，第一铰链杆及第二铰链杆之间连接第三气动关节组，第一铰链杆及第二铰链杆的另一端之间连接可伸展足底，第三气动关节组可使第一铰链杆及第二铰链杆张开，以拉动可伸展足底张开；气路与气动关节组连接，用于通过使气动关节组充气膨胀产生位移，控制六个腿部结构的运动，以使机器人以三角步态运动。进一步地，气动关节组由气动波纹管及弹簧片组成；弹簧片与气动波纹管连接，用于使气动关节组按照设定的方向运动，以及协助气动关节组恢复到原位置。进一步地，气路由导气管、分流管、气泵组成，包括六个气路，分别为第一气路、第二气路、第三气路、第四气路、第五气路及第六气路，气泵具有充气与吸气作用，分流管具有一个输入口和三个输出口，输入口通过导气管与气泵连接，输出口通过导气管与气动关节组连接；每个气路同时控制三个气动关节组的张开与收缩运动；其中，第一气路、第二气路控制所述第一气动关节组，第三气路、第四气路控制第二气动关节组，第五气路、第六气路控制第三气动关节组。进一步地，六个气路分为两组，第一气路、第三气路、第五气路为一组，控制三条腿部结构的运动，第二气路、第四去路、第六气路为另一组，控制另三条腿部结构的运动。进一步地，可伸展足底由弹性材料制成，可自由拉伸。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：该气动仿生六足爬壁机器人由六条气路和十八个气动关节以及六条足部和躯干组成，且足部可以变形伸展，通过控制六条气路的吸气与充气实现六足协同步态，大大减小了机器人的体积和重量，有效降低了加工难度和加工成本，扩展了爬壁机器人的应用范围。附图说明图1是本专利技术一种气动仿生六足爬壁机器人的立体图；图2是本专利技术一种气动仿生六足爬壁机器人的正视图；图3是本专利技术一种气动仿生六足爬壁机器人的俯视图；图4是本专利技术一种气动仿生六足爬壁机器人左视图；图5是本专利技术一种气动仿生六足爬壁机器人气路示意图；图6是本专利技术一种气动仿生六足爬壁机器人可变形足部示意图。图中标号：1－躯干，11－传动杆；2－气动波纹管；32－分流管，33－气泵；4－可变形足部，41－第一铰链杆，42－第二铰链杆，43－可伸展足底；5－弹簧片。具体实施方式下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本专利技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本专利技术的保护范围之内。参图1至图6所示，本实施例提供了一种气动仿生六足爬壁机器人，包括躯干1及与躯干1连接的六个腿部结构，腿部结构包括可变形的气动关节组、传动杆11、可变形足部4及气路；气动关节组包括第一气动关节组、第二气动关节组及第三气动关节组，第一气动关节组连接躯干1及传动杆11，可使传动杆11绕躯干1左右摆动，第二气动关节组连接传动杆11及可变形足部4，可使可变形足部4绕传动杆11上下摆动，可变形足部4包括第一铰链杆41、第二铰链杆42、可伸展足底43及第三气动关节组，第一铰链杆41及第二铰链杆42的一端活动连接，形成剪刀形结构，第一铰链杆41及第二铰链杆42之间连接第三气动关节组，第一铰链杆41及第二铰链杆42的另一端之间连接可伸展足底43，第三气动关节组可使第一铰链杆41及第二铰链杆42张开，以拉动可伸展足底43张开；气路与气动关节组连接，用于通过使气动关节组充气膨胀产生位移，控制六个腿部结构的运动，以使机器人以三角步态运动。该爬壁机器人利用气动波纹管与弹簧片组成气动关节，驱动机器人腿部运动，以及控制足底的变形；气泵、导气管与分流管组成气路机构，控制机器人实现三角步态行走。该机器人通过气泵驱动，通过气路控制，从而实现机器人六足协同步态，具有节能、轻便、体积小的特点，解决了小型爬壁机器人重量大，体积大的缺点，大大提高了小型化爬壁机器人的实用性和适用性。在本实施例中，气动关节组由气动波纹管2及弹簧片5组成；弹簧片5与气动波纹管2连接，用于使气动关节组按照设定的方向运动，以及协助气动关节组恢复到原位置。在本实施例中，气路由导气管、分流管32、气泵组33成，包括六个气路，分别为第一气路、第二气路、第三气路、第四气路、第五气路及第六气路，气泵33具有充气与吸气作用，分流管32具有一个输入口和三个输出口，输入口通过导气管与气泵33连接，输出口通过导气管与气动关节组连接；每个气路同时控制三个气动关节组的张开与收缩运动；其中，第一气路、第二气路控制第一气动关节组，第三气路、第四气路控制第二气动关节组，第五气路、第六气路控制第三气动关节组。在本实施例中，六个气路分为两组，第一气路、第三气路、第五气路为一组，控制三条腿部结构的运动，第二气路、第四去路、第六气路为另一组，控制另三条腿部结构的运动。在本实施例中，可伸展足底43由弹性材料制成，可自由拉伸。下面对本专利技术作进一步详细说明。如图1至图6所示，该气动仿生六足爬壁机器人包括躯干1、传动杆11、气动波纹管2、弹簧片5、第一气动关节组、第二气动关节组、第三气动关节组、气路、导气管、分流管32、气泵33、可变形足部4、第一铰链杆41、第二铰链杆42、可伸展足底43。气动波纹管2与弹簧片5组成可变形的三组气动关节组，共十八个气动关节，包括第一气动关节组，第二气动关节组，第三气动关节组；第一气动关节组连接躯干1与传动杆11，使得传动杆11可以绕躯干1左右摆动；第二气动关节组连接传动杆11与可变形足部4，使得可变形足部4可以绕传动杆11上下摆动。第一铰链杆41和第二铰链杆42连接成铰链，可伸展足底43分别与第一铰链杆41和第二铰链杆42连接，第三气动关节组分别与第一铰链杆41和第二铰链杆42连接，组成可变形足部4，第三气动关节组充气膨胀，使得第一铰链杆41与第二铰链杆42张开，拉动可伸展足底43张开，以实现扩大足底面积，增强粘附效果的目的。气路由分流管32、气泵33、导气管组成，气泵33具有充气与吸气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气动仿生六足爬壁机器人，其特征在于，包括躯干及与所述躯干连接的六个腿部结构，所述腿部结构包括可变形的气动关节组、传动杆、可变形足部及气路；所述气动关节组包括第一气动关节组、第二气动关节组及第三气动关节组，所述第一气动关节组连接所述躯干及传动杆，可使所述传动杆绕所述躯干左右摆动，所述第二气动关节组连接所述传动杆及可变形足部，可使所述可变形足部绕所述传动杆上下摆动，所述可变形足部包括第一铰链杆、第二铰链杆、可伸展足底及所述第三气动关节组，所述第一铰链杆及第二铰链杆的一端活动连接，形成剪刀形结构，所述第一铰链杆及第二铰链杆之间连接所述第三气动关节组，所述第一铰链杆及第二铰链杆的另一端之间连接所述可伸展足底，所述第三气动关节组可使所述第一铰链杆及第二铰链杆张开，以拉动所述可伸展足底张开；所述气路与所述气动关节组连接，用于通过使所述气动关节组充气膨胀产生位移，控制六个腿部结构的运动，以使所述机器人以三角步态运动。

【技术特征摘要】
1.一种气动仿生六足爬壁机器人，其特征在于，包括躯干及与所述躯干连接的六个腿部结构，所述腿部结构包括可变形的气动关节组、传动杆、可变形足部及气路；所述气动关节组包括第一气动关节组、第二气动关节组及第三气动关节组，所述第一气动关节组连接所述躯干及传动杆，可使所述传动杆绕所述躯干左右摆动，所述第二气动关节组连接所述传动杆及可变形足部，可使所述可变形足部绕所述传动杆上下摆动，所述可变形足部包括第一铰链杆、第二铰链杆、可伸展足底及所述第三气动关节组，所述第一铰链杆及第二铰链杆的一端活动连接，形成剪刀形结构，所述第一铰链杆及第二铰链杆之间连接所述第三气动关节组，所述第一铰链杆及第二铰链杆的另一端之间连接所述可伸展足底，所述第三气动关节组可使所述第一铰链杆及第二铰链杆张开，以拉动所述可伸展足底张开；所述气路与所述气动关节组连接，用于通过使所述气动关节组充气膨胀产生位移，控制六个腿部结构的运动，以使所述机器人以三角步态运动。2.根据权利要求1所述的气动仿生六足爬壁机器人，其特征在于，所述气动关节组由气动波纹管及弹簧片组成；所述弹簧片与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世博，索朗旦增，赵杰亮，阎绍泽，王澍，青钰霖，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11